直流電機雙閉環(huán)調速系統(tǒng)設計-資料下載頁
2025-06-30 08:04本頁面
【正文】 計調速環(huán)。也采用PI調節(jié)器，其傳遞函數(shù)可表示成3．轉速環(huán)PID調節(jié)器參數(shù)的計算根據(jù)跟隨性能和抗擾動動態(tài)性能同時滿足的原則，取h=5，于是轉速環(huán)的超前時間常數(shù)轉速環(huán)的開環(huán)增益于是，可得轉速環(huán)調節(jié)器（ASR）的比例系數(shù)為4．近似條件的校驗轉速環(huán)的頻率特性中的截止時的頻率為(1)電流環(huán)調節(jié)器的傳遞函數(shù)的簡化條件為 滿足條件；(2)轉速環(huán)較小的時間常數(shù)的近似條件為 滿足條件。5．轉速超調量的校核當h=5時，查表33得，不能滿足設計的要求，應該按ASR退飽和的情況重新計算。由，求出。取h=5，查表34得，而因此，即h=5，能滿足設計的要求。根據(jù)理論設計結果，構建直流雙閉環(huán)調速系統(tǒng)的仿真模型，如圖41所示：圖41直流雙閉環(huán)調速系統(tǒng)的仿真模型為了使系統(tǒng)模型更簡潔，利用了Simulink的打包功能將調節(jié)器模型縮小為一個分支模塊，如圖42(a)、(b)所示： （a） （b）圖42 （a）轉速調節(jié)器ASR （b）電流調節(jié)器ACR運行已構建好的Simulink直流雙閉環(huán)調速系統(tǒng)仿真模塊，在空載、滿載和擾動下，對系統(tǒng)進行仿真得到電動機轉速、電流的仿真波形分別如圖4445所示： 圖43轉速環(huán)空載高速起動波形圖圖44轉速環(huán)滿載高速起動波形圖 圖45 t=1s時加入負載擾動轉速環(huán)的抗擾波形圖根據(jù)以上仿真結果對系統(tǒng)的性能指標進行分析：（1）上升時間：，響應時間較快。（2）超調量σ：。超調量滿足系統(tǒng)的設計要求，系統(tǒng)的相對穩(wěn)定性較好。（3）調節(jié)時間：，穩(wěn)定后基本上無靜差，系統(tǒng)較穩(wěn)定。（4）峰值時間：，系統(tǒng)的瞬間響應較快。（5）在系統(tǒng)穩(wěn)定后1s時突加額定負載，系統(tǒng)穩(wěn)定抗擾性良好。5 結 論本文對轉速、電流雙閉環(huán)直流調速系統(tǒng)的設計和仿真進行了研究從直流電動機起動和調速原理出發(fā)，引入本論文要采用的調速性能、可靠性、經(jīng)濟性上都具有優(yōu)越性，而且功率范圍寬的晶閘管電動機系統(tǒng)，即VM系統(tǒng)。通過對直流電動機和整流裝置模型的分析，逐步建立了雙閉環(huán)直流調速系統(tǒng)的動態(tài)數(shù)學模型，通過工程設計方法設計了電流調節(jié)器和轉速調節(jié)器，在MATLAB仿真軟件Simulink環(huán)境下建立系統(tǒng)的仿真模型，并分別在系統(tǒng)空載、滿載、擾動作用下進行了仿真，并對仿真結果進行分析。得出常規(guī)PID控制下的雙閉環(huán)直流調速系統(tǒng)的設計基本符合設計要求，穩(wěn)定后基本上無靜差，受到擾動后回復時間較短，抗擾性能較好，但常規(guī)PID控制器參數(shù)不能隨被控對象變化而作相應調整，控制效果有時不能盡人意，系統(tǒng)響應速度、穩(wěn)態(tài)精度方面需要進一步加以改進。通過本課題的研究，得到許多收獲，如：更深入掌握、研究了典型雙閉環(huán)直流調速系統(tǒng)的數(shù)學模型，學習并掌握運用了MATLAB/Simulink仿真軟件。由于本課題研究的基礎是電力拖動、自動控制系統(tǒng)有關方面的知識，通過本設計我對自動控制系統(tǒng)的動、靜態(tài)性能及其控制有了進一步的認識。參考文獻[1] 胡虔生，[M] .北京中國電力出版社，2005[2] 謝卓輝．直流調速系統(tǒng)的全數(shù)字控制[D]．中國優(yōu)秀碩士論文數(shù)據(jù)庫，2001．[3] 阮毅，陳伯時．電力拖動自動控制系統(tǒng)[M].北京：機械工業(yè)出版社，2009[4] 鄒伯敏．自動控制理論[M]．北京：機械工業(yè)出版社，2007．6．[5] 胡雙，馬志云．直流電機系統(tǒng)建模研究[J]．電工技術雜志，2003．8：17~21[6] 趙崗金，王兆明，楊玉珍．數(shù)字控制直流調速系統(tǒng)試驗平臺的研制與應用[B].電氣電子教學學報，2006年，第28卷[7] 韋?。悄芸刂萍夹g[M]．北京：機械工業(yè)出版，2000．1．[8] 席愛民．模糊控制技術[M]．西安：西安電子科技大學出版社，2008．6．[9] 張德豐. MATLAB模糊系統(tǒng)設計[M]．北京：國防工業(yè)出版社，2009．4．[10] 張國良，曾靜，柯熙政，等．模糊控制及其MATLAB應用[M]. 西安：西安交通大學出版社，2002．11．[11] 阮毅，陳維鈞．運動控制系統(tǒng)[M]．北京：清華大學出版，2006．
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